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《哈尔滨工业大学》 2010年
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金纳米粒子及其复合材料的可控合成与结构和性能研究

王志江  
【摘要】: 金纳米粒子具有优异的生物相容性以及独特的光学、电学和催化特性,在生物医学、传感器、光电器件和催化等诸多领域具有广阔的应用前景。金纳米粒子液相合成中的形核、长大规律和机理,特定尺寸和形貌的可控合成原理和方法以及多功能修饰和组装等是金纳米粒子研究与应用的重点和热点。本论文采用改进的Brust法制备了性能稳定的单分散Au_(11)纳米团簇和水溶性金纳米晶,以纳米粒子自组装的方式制备了金纳米粒子超晶格,研究了反应条件对纳米粒子形核、长大以及有序组装的影响规律和机理。并以金纳米粒子为基本组成单元,制备了多功能NaYF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)@SiO_2/Au和Fe_3O_4/Au纳米复合粒子,阐明了金纳米粒子及其复合材料微观结构与性能之间的内在联系。 以巯基丙酸为配体,采用Brust双相法,通过控制Au~(3+)与巯基丙酸的摩尔比值、还原剂添加速度以及反应温度,合成出具有良好稳定性的单分散Au_(11)(SCH_2CH_2COO-)_7(TOA~+)_7纳米团簇。Au_(11)纳米团簇在355 nm光激发下产生蓝色荧光,最大荧光发射峰在417 nm处,荧光量子效率高达8.6%。Au_(11)纳米团簇具有高荧光量子效率的主要原因为:团簇尺寸的高度单分散性避免了其他粒径纳米粒子的干扰,同时类树枝状(SCH_2CH_2COO-)(TOA~+)作为稳定配体阻止了溶剂的猝灭效应。以单分散Au_(11)纳米团簇为构筑单元,通过自组装制备出Au_(11)纳米团簇超晶格。超晶格也发射蓝色荧光,但与稀溶液中Au_(11)纳米团簇的荧光发射峰相比,其荧光发射峰红移了56 nm。 系统研究了Brust单相法的合成条件及中间体的尺寸分布对金纳米晶单分散性的影响规律和机理,发现Au0均一形核和均匀生长是获得粒子尺寸单分散的必要条件。分别通过控制Au1+中间体尺寸分布和反应搅拌速度实现Au0均一形核和均匀生长。在此基础上,调节还原剂滴加速度制备出不同尺寸的单分散水溶性金纳米晶。在0.2 mol/L的浓度下,尺寸为6.6 nm的金纳米晶的X射线衰减值为1663 HU,明显高于目前临床使用的欧苏造影剂X射线衰减值(826 HU)。巯基丙酸作为稳定配体的金纳米晶具有优异的稳定性,以干粉存放14个月,其性质基本保持不变;分散于浓度为240 mmol/L的NaCl溶液中,依然保持良好的胶体稳定性。 采用层层组装方法制备了NaYF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)@SiO_2/Au纳米复合粒子,纳米粒子具有上转换荧光性能、表面等离子共振效应和丰富的表面修饰途径。金纳米粒子的负载不改变NaYF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶的上转换发光机制,但降低了上转换荧光强度,主要原因为NaYF_4:Yb~(3+)/Ho~(3+)纳米晶与Au纳米粒子发生了能量共振转移。 利用Au与巯基之间强的化学键合作用,设计并合成出结合牢固的Fe_3O_4/Au纳米复合粒子。研究发现,随金负载量增加,~521 nm处的紫外-可见光吸收峰明显宽化和红移,饱和磁化强度降低。Fe_3O_4/Au纳米复合粒子在室温下具有超顺磁性和表面增强拉曼散射特性。用于水中的硝基苯检测,灵敏、快捷且具有选择性,检测限为10~(-7) mol/L,低于现行国家规定的饮用水质标准限值。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 朱梓华,朱涛,刘忠范;大粒径单分散金纳米粒子的水相合成[J];物理化学学报;1999年11期
2 曹林有,朱涛,刘忠范;晶种法合成金溶胶过程中非球形粒子的抑制[J];物理化学学报;2004年02期
【共引文献】
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1 潘晓艳;方斌;陈长鑫;;环氧树脂/多壁碳纳米管导电复合材料研究[J];工程塑料应用;2009年03期
2 桂君;钱家盛;魏强;章于川;;HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年01期
3 张明刚;赵广荣;;生物相容性磁性纳米复合粒子的制备与表征[J];安徽职业技术学院学报;2006年02期
4 陈加娜;叶红齐;谢辉玲;;超细粉体表面包覆技术综述[J];安徽化工;2006年02期
5 尹红娜;伍季;刘红伟;;动物血液中SAL残留快速检测新方法[J];安徽农业科学;2007年36期
6 崔香;李海青;邓晓梅;;中药大黄水浸液的三维荧光光谱分析[J];安徽农业科学;2009年22期
7 崔香;郭幼敬;常敏;;基于三维荧光光谱法的水样中苯酚和对苯二酚含量测定[J];安徽农业科学;2009年24期
8 汪祺;朱昌青;;基于水溶性CdTe量子点的荧光猝灭选择性测定对苯二酚[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2012年03期
9 李建丰;李东仓;欧谷平;张福甲;;有机半导体材料蒽薄膜的生长[J];半导体光电;2008年05期
10 吴英;江永清;李斌;向毅;许迪;聂洪彬;;基于FIB技术的微纳单元的研制[J];半导体光电;2009年03期
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1 臧合英;李华岑;韩立;徐银凤;周红霞;班付国;;烟酸诺氟沙星和乳酸诺氟沙星的荧光特性研究及应用[A];中国畜牧兽医学会动物药品学分会第四届全国会员代表大会暨2011学术年会论文集[C];2011年
2 王伟;段跃新;肇研;石凤;;气相白炭黑对环氧树脂流变特性的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
3 朱静;李华峰;毛健;陈国需;涂铭旌;;纳米TiO_2-柴油/水微乳复合体系的制备及其助燃特性研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(4)[C];2007年
4 张玉波;刘阳思;宋庆功;李长志;颜家振;黄婉霞;;纳米TiO_2的分散性及其改性内墙乳胶漆降解甲醛性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(7)[C];2007年
5 江民红;顾正飞;成钢;;<311>轴向取向超磁致伸缩合金的制备与磁致伸缩性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
6 张振强;桓源峰;贺小昆;赵云昆;;车用金属载体应用[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
7 沙菲;王滨;杨力;;纳米粉体的团聚、分散及表面改性[A];上海市颗粒学会2005年年会论文集[C];2005年
8 张欣;张玉林;刘国松;;安培检测器微电流信号检测电路的设计[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
9 顾春元;狄勤丰;施利毅;王新亮;张任良;;减阻功能纳米材料在石油储层孔道中的微观受力作用模型[A];第九届全国水动力学学术会议暨第二十二届全国水动力学研讨会论文集[C];2009年
10 宋玉侠;杨立倩;刘立柱;;聚酰亚胺/纳米Al_2O_3三层复合薄膜的制备及表征[A];第十届绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2008年
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2 陈向东;有机太阳能电池中的光物理过程研究[D];合肥工业大学;2010年
3 韩国才;几种典型Dy~(3+)激活磷酸盐基材料的制备及真空紫外发光性质研究[D];兰州大学;2010年
4 何胜;燃煤烟气汞催化氧化的试验和机理研究[D];浙江大学;2009年
5 傅乐峰;聚羧酸超塑化剂的合成、性能和分散吸附行为研究[D];华东理工大学;2010年
6 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
7 闫妍;充流多壁碳纳米管的动力学特性研究[D];昆明理工大学;2008年
8 陈亮维;大变形叠轧制备超细晶铜材织构组织演变规律研究[D];昆明理工大学;2009年
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2 杨卫海;分子印迹聚合物、量子点及其复合微球的制备[D];华中农业大学;2010年
3 刘勇;芳香炔醇的合成及其与硝基爆炸物的荧光猝灭效应研究[D];中国工程物理研究院;2010年
4 陈凯;纳米CaCO_3改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 陈晓英;喜树碱与生物大分子相互作用的光谱研究[D];郑州大学;2010年
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7 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年
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【二级参考文献】
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1 朱梓华,朱涛,刘忠范;大粒径单分散金纳米粒子的水相合成[J];物理化学学报;1999年11期
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1 朱梓华,朱涛,王健,刘忠范;金纳米粒子组装体系粒子密度与SERS强度的关系[J];物理化学学报;2000年02期
2 刘善堂,胡瑞省,朱梓华,朱涛,刘忠范;金纳米粒子组装结构中的表面重组现象[J];物理化学学报;2000年04期
3 余海湖,何谋春,周灵德,姜德生;自组装金纳米粒子薄膜SERS研究[J];胶体与聚合物;2003年02期
4 高卓;;金纳米粒子法可快速检测牛奶中三聚氰胺[J];化学分析计量;2010年03期
5 ;基于结构变化适体及信号探针DNA修饰的Au纳米粒子放大作用的腺苷电化学传感器[J];分析化学;2009年01期
6 符小艺,牟涛,王健,朱涛,刘忠范;金纳米粒子在氨基表面上的组装-pH值的影响[J];物理化学学报;1998年11期
7 蒋治良,冯忠伟,李廷盛,李芳,钟福新,谢济运,义祥辉;金纳米粒子的共振散射光谱[J];中国科学B辑;2001年02期
8 陈柱成,郑激文,刘忠范;基于金纳米粒子掩模的硅表面纳米结构加工[J];物理化学学报;2001年10期
9 曲士良,宋瑛林,杜池敏,王玉晓,高亚臣,刘树田,李玉良,朱道本;基于富勒烯C_(60)结构体系的金纳米粒子合成物光学非线性研究[J];物理学报;2001年09期
10 黄明华,孙旭平,毕立华,申燕,刘柏峰,董绍俊;金纳米粒子和杂多酸的多层组装及其对氧的催化还原[J];复旦学报(自然科学版);2004年04期
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1 贺艳;杨丽珍;陈强;;自组装金纳米粒子的表面增强拉曼光谱[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年
2 刘志承;黄海瑛;何天白;;金纳米粒子在等离子体刻蚀的嵌段共聚物模板上的组装行为[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 江鹏;何声太;解思深;姚建年;庞世瑾;高鸿钧;;金纳米粒子的尺寸控制[A];2001年纳米和表面科学与技术全国会议论文摘要集[C];2001年
4 董守安;王仕兴;潘云昆;;不同聚合度的聚合物溶液中光化学控制金纳米粒子的形态[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 张人杰;;含金纳米粒子微胶囊的融合研究[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
6 焦玉芬;王晶;陈朗星;何锡文;尹洪宗;;不同形貌的金纳米粒子的光散射和表面增强拉曼光谱的研究[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
7 李玲;李欣然;张志学;冯小平;曹晓卫;;金纳米粒子聚集体系的制备及其SERS效应表征[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
8 陶金龙;唐彬;徐抒平;郭洪云;徐蔚青;;一步法快速合成不同形状的金纳米粒子及其SERS应用[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
9 谭克俊;黄承志;赵丹娜;覃明丽;;基于金纳米粒子共振光散射技术测定阿魏酸[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
10 闵承志;尚亚卓;刘洪来;;表面活性剂在紫外照射还原HAuCl_4合成金纳米粒子中的作用[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
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1 记者 张忠霞;金纳米粒子做成遥控“药丸”[N];新华每日电讯;2009年
2 本报驻美国记者 毛黎;桂皮帮你淘“金粒”[N];科技日报;2010年
3 记者 胡光耀;畅游人体血管,机器人医生有望问世[N];新华每日电讯;2009年
4 于洋 记者 李泳沩;铜纳米团簇研究取得重要进展[N];吉林日报;2011年
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7 本报记者 冯卫东 郑晓春;有无肺癌一“闻”便知[N];科技日报;2009年
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9 记者 毛黎 张巍巍;金纳米层可改善太阳能电池转换效率[N];科技日报;2011年
10 本报记者郑千里;“凝聚”是个什么“态”?[N];科技日报;2003年
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1 王志江;金纳米粒子及其复合材料的可控合成与结构和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王志江;金纳米粒子及其复合材料的可控合成与结构和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 林佳奇;金纳米粒子聚集行为以及与细胞膜相互作用的模拟研究[D];大连理工大学;2012年
4 刘春;金纳米粒子的特殊光学性质研究及其在重金属离子和氨基酸分析中的应用[D];西南大学;2010年
5 焦培福;抗体靶向多功能金纳米粒子的设计、合成与生物活性研究[D];山东大学;2012年
6 付娆;金属离子修饰的金纳米粒子对生物分子的吸附行为研究[D];吉林大学;2013年
7 毕宁;金纳米粒子的合成及其在局域表面等离子体共振传感器中的应用[D];吉林大学;2012年
8 杜娟;金纳米粒子微波及水热反应合成研究及其在光谱分析中的应用[D];重庆大学;2013年
9 陈雪皎;金纳米粒子在传感器中的应用探索[D];华东师范大学;2012年
10 周峰;金纳米粒子聚集体的生物学效应[D];武汉理工大学;2012年
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1 陈竹青;纳米材料对吩噻嗪类药物与DNA相互作用影响的研究[D];扬州大学;2009年
2 罗明灯;基于天然高分子和纳米金粒子的有机—无机复合材料的制备与应用[D];合肥工业大学;2010年
3 夏思婧;多重修饰的金纳米粒子在DNA检测中的应用及4-乙烯基吡啶(4VP)和N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAA)聚合反应的研究[D];南京大学;2011年
4 朱靖;贵金属纳米材料的绿色制备与表征[D];扬州大学;2009年
5 范亚;纳米材料在金属离子及生物分子分析检测中的应用研究[D];西南大学;2010年
6 刘艳梅;纳米组装体的制备及其特性研究[D];吉林大学;2006年
7 姚玉峰;憎水性纳米金的制备、表征与形貌控制[D];扬州大学;2008年
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9 谭碧生;压电传感技术在硫醇—金纳米粒子自组装中的应用研究[D];重庆大学;2003年
10 李昌峰;基于表面等离子体共振生物传感器的研究[D];天津大学;2007年
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